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[操作系统]linux定时器


  我们常常有设置系统在某一时间执行相应动作的需求,比如设置电脑什么时候自动锁屏,什么时候自动关机,设置应用程序什么时候自动运行,什么时候自动退出。这些与时间相关的功能,都需要依靠操作系统中的定时器来实现。

  linux中定时器的使用原理很简单,你只需设置一个超时时间和相应的执行函数,系统就会在超时的时候执行一开始设置的函数。超时的概念有点模糊,它指的是你设定一个时间,如果当前的时间超过了你设定的时间,那就超时了。比如说,你设置五分钟后系统自动关机,系统会记住五分钟后的具体时间,也就是当前时间再加上五分钟。过了五分钟后,系统当前时间已经比刚才设置的具体时间大了,出现超时,于是运行超时行为。

  在linux中,使用alarm函数可以设置一个定时器,当定时器超时的时候,会产生SIGALRM信号。因此,要设置超时行为,就得在SIGALRM信号上设置相应的函数。

  包含头文件:#include <unistd.h>

  函数原型:unsigned int alarm(unsigned int seconds);

  具体例子如下:  

 

#include <stdio.h>#include <signal.h> #include <unistd.h>void SigFun(int signo){  printf("SigFun is running\n");}int main(){  if(signal(SIGALRM, SigFun) == SIG_ERR){    perror("signal\n");
     return -1; } alarm(5); pause();}

 

  在linux中,一个进程只能有一个定时器,因此当一个进程需要设置多个定时行为时,需要采取相应的措施,使得一个定时器可以实现多个定时。主要的方法有两种,一种叫时间链,一种叫时间堆。

  时间链是将所有定时行为以链表的方式连在一起,同时在进程中维护一个固定时间超时的定时器。当定时器超时的时候,检查链表上所有的行为是否超时,如果有超时的行为,则运行其行为,并将其从链表中删除。这用方法最大的坏处就是需要固定时间遍历整个链表,造成了比较大的开销。

  时间堆是将所有定时行为以最小堆的方式组织起来,并且在进程中维护一个以堆顶为超时时间的定时器。当定时器超时时,检查堆顶行为是否超时,如果超时,则运行该行为,并将其从堆顶删除,接着继续检查;如果堆顶行为未超时,则用其超时时间继续设置定时器。时间堆不用固定时间去检查所有定时行为,只需在超时的时候运行相应的超时行为,效率比时间链高。

  在linux中,alarm函数是以秒计时的,当有时我们需要更小的时间单位去设置行为,比如毫秒,应该怎么办呢?linux提供setitimer函数,可以提供更精确的定时器。

  包含头文件:#include <sys/time.h>

  函数原型:int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);

  参数:

  int which有三种选择:

  ITIMER_REAL:decrements in real time, and deliversSIGALRM upon expiration.

  ITIMER_VIRTUAL:decrements only  when  the  process  is  executing,  anddeliversSIGVTALRM upon expiration.

  ITIMER_PROF:decrements  both  when the process executes and when the system is executing on behalf of the  process. Coupledwith  ITIMER_VIRTUAL, this timer is usually used to profile the time spent by the application in user and  kernel space.  SIGPROF is delivered

  const struct itimerval *new_value的数据结构如下:

struct itimerval {  struct timeval it_interval; /* 第一次超时以后每次超时的时间 */  struct timeval it_value; /* 第一次超时的时间 */};struct timeval {  long tv_sec; /* seconds */  long tv_usec; /* microseconds */};

  struct itimerval *old_value是原来设置的时间,如果不需要用到,可以用NULL

  成功调用返回0,失败返回-1。

  具体例子如下:

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <unistd.h>#include <sys/time.h>void SigFun(int signo){  printf("SigFun is running\n");  }int main(){  if(signal(SIGALRM, SigFun) == SIG_ERR){    perror("signal\n");    return -1;  }    struct itimerval tv;  tv.it_value.tv_usec = 500000;  tv.it_value.tv_sec = 0;  tv.it_interval.tv_usec = 300000;  tv.it_interval.tv_sec = 0;    if(setitimer(ITIMER_REAL, &tv, NULL) != 0){    perror("setitimer\n");    return -1;  }  while(true){    pause();  }}